DE8709199U1 - Näherungsschalter - Google Patents

Description

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fiädiötechnisches Werk TPA/Stad/Gü

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Gebrauchsmusfceranmeldunq Näherungsschalter

Die Erfindung betrifft einen Näherungsschalter mit zylindrischem Gehäuse (Initiatorrohr), in dessen einem, der aktiven Fläche gegenüberliegenden Endteil Bin vorzugsweise im Spritzgußverfahren hergestellter elektrischer Steckverbinder eingepreßt ist* der aus einer zylindrischen Kunststoffhülse mit einem in einer Umfangs-Ringnut liegenden Dichtring, einem mit dieser Hülse einstückigen, ein Entlüftungsloch aufweisenden Kontaktträgerteil, sowie wie mehreren darin fest angebrachten Steckkontaktelementen mit ins Gehäuseinnere weisenden Leiteranschlußteileh besteht, die über flexible Leitungen mit zugehörigen Anschlüssen einer die elektrische Schaltung des Näherungsschalters tragenden Schaltungsplatine verbunden sind, wobei die Leiteranschlußteile zusammen mit den Leitungen und der Schaltungsplatine in dem Initiatorrohr mit einer Isoliermasse v/ergossen sind.

Näherungsschalter dieser Art werden häufig bei Fertigungsmaschinen eingesetzt, bei denen sie ungünstigen äußeren Einflüssen, wie starken Vibrationen und/oder der Enwirkung von Flüssigkeiten (z.Bi Wasser, Schmiermittel oder Schneidöle) ausgesetzt sind. Die erforderliche Dichtigkeit wird dabei einerseits durch das Vergießen und zum anderen durch den Dichtring erzeugt, der die Dichtheit zwischen Gehäusewand und Vergußmasse auch dann gewährleistet, wenn aufgrund von Vibrationen und/oder starken Temperaturschwankungen feine Spalten entstehen.

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Die steckbare Ausführung hat den Vorteil, daß bei Ausfall eines Näherüngsschälters dieser einfach und schnell ersetzbar istj während bei festem Kabelanschluß für eine Reparatur das gesamte, oftmals sehr lange kabel aUs der Maschine heraus geholt werden mUßi

Beim Zusammenbau d§ß Näherungsschalters wird zunächst die mit den erforderlichen Schaltungen (z.B. Oszillator mit bedämpfbarer Schwingkreisspule, Demodulator, Trigger und Ausgangsverstärker) bestückte
Schaitungspiatine mit den Steckkoniakteiementen über flexible Leitungen (Litzen) elektrisch verbunden. Diese Leitungen sind langer als der gegenseitige Abstand der Leiterähschlüsse von Schaltungsplatine und Steckkontaktelementen, sodaß sich bei in das Initiatorrohr eingeführter Schaltungsplatine der Steckverbinder für die Herstellung des elektrischen Anschlusses mit den Leitungen z.B. durch Löten noch außerhalb befindet. In diesem Zustand wird dann das mit der aktiven Fläche etwa senkrecht nach unten gerichtete Initiatorrohr ungefähr bis auf Höhe der Leiteranschlußteile mit deutlichem Abstand (bei montiertem Nährungsschalter) von der Innenfläche des Kontaktträgerteils mit Vergußmasse gefüllt. Zum Schluß wird der Steckverbinder in das Initiatorrohr gepreßt, was trotz der Abdichtung durch den Dichtring dadurch möglich ist, daß das Entstehen eines Überdrucks durch Entweichen der zusammengepreßten Luft über das Entlüftungsloch verhindert wird. Durch die angegebene Füllhöhe ist auch sicher vermieden, daß beim Einführen des Steckverbinders in das Initiatorrohr in unerwünschter Weise Vergußmasse durch das Entlüftungsloch in den Steckbereich des Steckverbinders dringt. Allerdings sind dabei dei Leiteranschlußteile des Steckverbinders nicht sicher vollständig von der Vergußmasse umhüllt und damit flüßigkeitsgeschützt, was nicht nur zu Korrosionen sondern auch zu Kurzschlüssen mit entsprechenden Folgen führen kann. Außerdem ist der Steckverbinder in dem Initiatorrohr nicht verdrehsicher befestigt.

Deshalb wird bei bekannten Näherungsschaltern der eingangs genannten Art der verbleibende Hohlraum bis zur Innenfläche des Kontaktträgerteils nach dem Einpressen des Steckverbinders noch mit Vergußmasse aufgefüllt.

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Die LeiteranschluGteile des Steckverbinders sind auf diese Weise sowohl vor Schädlichem Einfluß von durch das Entlüftungslöch eindrängenden Flüssigkeiten als auch vor Korrosion der Kontakte durch in Luftblasen entstehende Feuchtigkeit geschützt* Zu dem ist der Steckverbinder nun auch verdrehsicher im Initiatorrohr angebracht,weil Vergußmasse ein Stück weit in den Spalt zwischen Außenwand der Steckverbinderhülse und Innenwand des Initiatorrohres eindringt und dort aushärtet. Dabei bleibt die Elastizität und Dichtwirkung des Gutnmidichtringes erhalten. Für (diese bekannte Maßnahme des Auffüllens mit Vergußmasse sind zwei Methoden in Anwendung: Entweder erfolgt das Vergießen mittels einer Hohlnadel, mit der eine genaue Dosierung der Füllmenge möglich ist, oder es wird zunächst das Entlüftungsloch Mittels eines Stopfens verschlossen, dann das Initiatorrohr um 180° geschwenkt und schließlich, nach dem Aushärten der Vergußmasse, der Stopfen wieder entfernt, damit der Gegensteckverbinder vollständig einsteckbar ist. Beide bekannten Verfahren funktionieren zwar, sind jedoch sehr aufwendig und für die Massenherstellung wenig geeignet. Die zweite Art ist darüber hinaus wegen des zusätzlichen Teiles (Stopfen) umständlich und überdies läßt sich dieses Teil nur mit größerem Auwand in das Entlüftungsloch einführen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Näherungsschalter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Füllung des Initiatorrohres bis zur Innenfläche des Kontaktträgerteils auf einfache und kostengünstige, auch für die Massenanfertigung geeignete Weise ermöglicht ist.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß ein an der Wand des Euvtlüftungsloches angeformter Steg vorgesehen ist, der zum steckseitigen Gehäuseende hin einen Kopf trägt, dessen äußere Form derart an die Randkontur des Entlüftungsloches angepaßt ist, daß er im Preßsitz in dieses eindrückbar ist, und daß der Steg und der Kopf derart ausgebildet und angeordnet sind, daß bei nicht eingedrücktem Kopf ein ungehinderter Luftdurchtritt durch das Entlüftungsloch besteht.

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Nach dem Einpressen des Steckverbinders in das Initiatorrohr, bei dem die Entlüftung wie beim Stand der Technik erfolgt, wird lediglich mit einem einfachen Stempel der Kopf axial nach innen gedrückt. Dabei bricht der dünne Steg, der unterschiedliche Formen (z.B» drei Beine) haben kann, von der Wandung des Entlüftungsloches ab, in das nunmehr der Kopf im Preßsitz eingedrückt wird bis seine steckseitige Stirnfläche mit derjenigen des Kontsktträgerteils etwa bündig ist, und verbleibt dort* Und dabei ragt der Steg in vorteilhafter Weise ins Gehäuseinnere, wo er keinerlei Behinderung des Steckvorganges im Stfeckraum verursachen kann. Anschließend wird das Initiatorrohr um 180° geschwenkt, wodurch die Vergußmasse bis zur Innenfläche des Kontaktträgerteils gelangt und so aushärtet.

Mit der erfindungsgemäßen Ausführung eines Näherungsschalters ist somit auf höchst einfache Art und ohne jegliche Mehrkosten die sichere Umhüllung der Leiteranschlüsse des Steckverbinders und eine s verdrehsichere Befestigung des Steckverbinders im Initiatorrohr er-

reicht, sodaß beim Anschluß des Gegensteckverbinders auch größere Momente beim Aufschrauben einer Überwurfmutter nicht zur Zerstörung des Näherungsschalters führen können. Außerdem ist der Aufwand für die

\ vollständige Umhüllung der Leiteranschlüsse mit Vergußmasse der Auf-

\ wand minimiert und die Arbeitsgänge hierfür sind besonders für eine

Serienfertigung des Näherungsschalter geeignet.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des Näherungsschalters gemäß Anspruch 1 angegeben.

So ist durch eine Ausführung nach Anspruch 2 ein Abbrechen des Steves an der Wand des Entlüftungslochs und damit auf einfache Weise ein sauberes und folglich dichtes Anliegen des Kopfes mit seiner gesamten Mantelfläche an der Wand des Entlüftungslochs gewährleistet.

Besonders einfach und genau herstell-und handhabbar ist eine Ausbildung des Steckverbinders des Näherungsschalters gemäß Anspruch 3. Außerdem ist dabei die Dichtheit auch bei Massenherstellung des Näherungsschalters am zuverlässigsten erreicht.

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Eine Ausgestaltung des Kopfes und des Werkzeugstempels gemäß Anspruch 4 mit korrespondierenden Stirnflächen bietet in Verbindung mit dem geringen Abstand des Kopfes vom Entlüftungsloch den Vorteil einer stets sicheren, exakten, axial verlaufenden Einpressung des Kopfes in das Entlüftungsloch ohne Verkantungsgefahr und somit einer sauberen und gasdichten Verschlusses.

Debei ist eine leichte Einführbarkeit des Kopfes in das Enlüftungsloch durch einen konischen Einführungsabschnitt gemäß Anspruch 5 erreicht, die noch durch einen korrespondierenden konischen Einführungstrichter des Entlüftungsloches ergänzt werden kann.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Näherungsschalters dargestellt. Dabei zeigen:

- Figur 1 einen Axialschnitt des interresierenden steckerseitigen Abschnittes des Näherungsschalters,

- Figur 2 und 3 die steck- und anschlußseitigen Draufsichten des Steckverbinders des Näherungsschalters, und

- Figur 4 eine perspektivische Ansicht des Steges mit dem angeformten Kopf in vergrößertem Maßstab.

Der Näherungsschalter 1 besteht aus einem zylindrischen Initiatorrohr 2, in dessen einem Endabschnitt ein nicht dargestelltes Sensorteil mit der aktiver) Fläche, und in dessen anderem Endabschnitt ein vierpoliger elektrischer Steckverbinder 3 angeordnet ist, dessen Kontaktelemente als Steckerstifte 4 wit Lötanschlüßen 5 ausgebildet sind, welche über flexible Leitungen 6 elektrisch durch Lötverbindungen mit Anschlußpunkten 7 auf einer die elektronische Schaltung des Näherungsschalters 1 tragenden Schaltungsplatine B verbunden sind.

Der Steckverbinder 3 weist eine im Spritzgußverfahren aus Isoliermaterial hergestellte zylindrische Hülse 9 mit einem in einer Uifangs - Ringnut IQ liegenden Dichtring 11. sowie ein mit der Hülse 9 eiiistückiges Kühfcakfctfägerteils 12 zur Aufnahme der Köntaktelemonte 4,5 öuf, in däm ein zentrales zylindrisches Enfclüftllngsioch 13 angeordnet j st.

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Der Außendurchmesser der Hülse 9 entspricht den) Innendurchmesser des Initiatorrohrs 2.

An der Wand 14 des Entlüftungslochs 13 ist ein Steg 15 angeformt, der etwas in den Steckraum 16 des Steckverbinders 3 hineinragt und einen zylindrischen Kopf 17 trägt, dessen Durchmesser geringfügig größer ist als der Durchmesser des Entlüftungslochs 13. Der Steg 15 ist als Prisma mit drei unter 120° zueinander verlaufenden, über gewölbte Flächen mit einander verbundenen Langsrippen 18 ausgebildet, deren äußere Stirnflächen mit dem steckseitigen Endteil der Wand 14 des Entlüftungslochs 13 verbunden sind. Diese Form und die Länge des Steges 15 sind so gewählt, daß das Entlüftungsloch 13 seine Funktion erfüllen kann, daß also vor dsm Einpressen des Kopfes 17 in das Entlüftungsloch 13 ein ungehinderter Luftdurchtritt gewährleistet ist.

Bei der Montage des Steckverbinders 3 im Initiatorrohr 2 werden zunächst die an den Anschlußpunkten 7 der Schaltungsplatine 8 bereits angelöteten flexiblen Leitungen 6 außerhalb des Initiatorrohrs 2 an den Lötanschlüssen 5 der Kontaktelemente angelötet, wozu die flexiblen Leitungen 6 selbstverständlich die nötige Länge aufweisen. Anschließend wird in das etwa senkrecht stehende Initiatorrohr 2 Vergußmasse 19 eingefüllt und darauf der Steckverbinder 3 soweit in das Initiatorrohr eingepreßt, bis er mit einem stirnseitigen Ringbund 20 an der Stirnfläche des Initiatorrohrs 2 anliegt. Dabei entweicht aus diesem Luft durch das Entlüftungsloch 13, sodaß sich trotz der hohen Üichtwirkung des Dichtringes 11 kein Überdruck ausbilden kann, der den festen Sitz des Steckverbinders 3 im Initiatorrohr 2 gefährden konnte.

In diesem Zustand reicht die Vergußmasse 19 nicht ganz bis zum Kontaktträgerteil 12 (um bei der Herstellung ein Austreten in den Steckraum 16 mit Sicherheit zu vermeiden), sondern nur bis auf Höhe der Lötanschlüsse 5. Zur sicheren Verhinderung von Korrosion der Lötanschlüsse 5 und/oder von Kurzschlüssen zwischen diesen durch eindringende oder sich als kondensat bildende Feuchtigkeit wifd nunrnöhr efst mitfcelö eines Stempels der Kopf 17 axial in das Entlüftungsloch 13 eingepreßt

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und dann das Initiatorrohr 2 um 180° geschwenkt, sodaQ die Vergußmasse die Lötanschlüsse 5 vollständig ohne Lufteinschluß umgibt und zugleich noch bis in Höhe des Dichtringes 11 in den dünnen Spalt zwischen Hülse 9 und Initiatorrohr 2 eindringt. Nach dem Aushärten ist damit nicht nur auf sehr einfache und kostengünstige Weise ein FeuchtigkeitsschL'tz zwischen dem Kontaktträgerteil 1? und dem nicht dargestellten Sensorteil erreicht, sondern zugleich eine dauerhafte, uerdrehsichere Befestigung des Steckverbinders 3 im Initiatorrohr 2.

Ein konischer Einführungsabschnitt 21 am inneren Kopfende gewährleistet eine leichte und problemlose Einpreßbarkeit des Kopfes 17 in das Entlüftungsloch 13 ohne die Gefahr des Verkant-ins. Diese Montagehilfe wird noch dadurch in vorteilhafter Weise unterstützt, daß einerseits der Steg 15 beim Einpreßvorgang an Soll-Bruchstellen 22 bricht, welche die Längsrippen 18 an ihren Verbindungsstellen mit der Wand 1&Lgr; des Entlüftungsloches 13 aufweisen, und daß zum anderen der Kopf 17 in seiner steckseitigen Stirnfläche eine kegelförmige Vertiefung 23 aufweif*., in die der mit einer korrespondierender Spitze versehene Stempel eingreift, wodurch eine exakt axial Bewegung des Kopfes 17 gewährleistet ist.

Grundsätzlich könnte der Steg auch an der Innen- oder Außenseite des Kontaktträgerteils 12 angeformt sein. Im ersten Falle wäre jedoch durch die dann nötige große Länge des Verbindungsstückes mit dem Kopf dessen genau axiale Einführung in das Entlüftungsloch in der Serienfertigung nicht absolut sichergestellt, im zweiten Fall würde der abzubrechende Steg nicht in den Innenraum des Näherungsschalters gedrückt sondern, möglicherweise mit dem Kopf teilweise verbunden, im Steckraum verbleiben und dort den Steckvorgang behindern. Durch die erfindungsgemäße Anformung des Steges 15 an der Wand 14 sind diese Nachteile ohne Mehraufwand wirksam vermieden.

Insgesamt ist bei dem beschriebenen Näherungsschalter 1 ein sehr einfacher, kostengünstiger und insbesondere für die Serienfertigung geeigneter Aufbau erreicht>

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Claims (5)

Schutzansprüche

1. Näherungsschalter mit zylindrischem Gehäuse (Initiatorrohr), in dessen einem, der aktiven Fläche gegenüberliegenden Endteil ein vorzugsweise im Spritzgußverfahren hergestellter elektrischer Steckverbinder eingepreßt ist, der aus einer zylindrischen Kunststoffhülse mit einem in einer Umfangs-Ringnut liegenden Dichtring, einem mit dieser Hülse einstückigen, ein Entlüftungsloch aufweisenden KontaktträgerteAl, sowie mehreren darin fest angeordneten Steckkontaktelementen mit ins Gehäuseinnere weisenden LeiteranschluQteilen besteht, die über flexible Leitungen mit zugehörigen Anschlüssen einer die elektrische Schaltung des Niäherungsschalters tragenden Schaltungsplatine verbunden sind, wobei die Leiteranschlußteile zusammen mit den Leitungen der Schaltungsplatine in dem Initiatorrohr mit einer Isoliermasse vergossen sind,

dadurch gekennzeichnet, daQ ein an der Wand (14) des Entlüftungsloches (13) angeformter Steg (15) vorgesehen ist, der zum steckseitigen Gehäuseende hin einen Kopf (17) trägt, dessen äußere Form derart an die Randkontur des Entlüftungsloches (13) angepaßt ist, dal? er im Preßsitz in dieses eindrückbar ist, und daß der Steg (15) und der Kopf (17) derart ausgebildet und angeordnet sind, daß bei nicht eingedrücktem Kopf (17) ein ungehinderter Luftdurchtritt durch das Entlüftungsloch (13) besteht.

2. Näherungsschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (15) an den Verbindungsstellen mit der Wand (14) des Entlüftungsloches (13) Soll-Bruchstellen (22) aufweist.

3. Näherungsschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsloch (13) und der Kopf (17) zylindrisch ausgebildet sind.

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4. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die steckseitige Stirnfläche des Kopfes (17) eine Vertiefung (23) aufweist, die an die stirnseitige Kontur eines dagegen drückbaren Stempels angepaßt ist.

5. Näherungsschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (17) einen sich zum Entlüftungsloch (13) hin konisch verjüngenden Einführungsabschnitt (21) aufweist.

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